绒毛外滋养细胞侵袭异常与相关妊娠早期疾病的研究进展

邹文，杨菁

(武汉大学人民医院生殖医学中心 湖北省辅助生殖与胚胎发育医学临床研究中心，武汉 430060)

妊娠早期胎盘的形成和发育是妊娠成功的关键，而绒毛外滋养细胞(extravillous trophoblasts，EVTs)对母体子宫的侵袭是促进发育中的胎盘和胎儿得到母体充足血液供应以及保证人类成功妊娠的必要条件[1]。EVTs是由滋养细胞柱中的细胞滋养层细胞通过上皮-间充质转化、调节黏附分子表型获得侵袭能力而形成，侵袭性的EVTs侵入底蜕膜(间质侵袭)将胎盘锚定于子宫壁[2]。在正常妊娠过程中，EVTs最远可侵及子宫肌层的上1/3，这种现象也被称为“深层胎盘形成”[3]。EVTs对母体子宫肌层的侵袭与妊娠期母体螺旋动脉重构有关，在螺旋动脉重构过程中，血管壁上的平滑肌和弹性物质被不溶性纤维蛋白物质取代，导致血管扩张，而血管重构可确保高容量、低流速的母体血流流向胎盘[1]。既往研究发现，EVTs侵袭不良所致的螺旋动脉重构不足与一系列妊娠并发症有关，如复发性自然流产、先兆子痫和胎儿生长受限等[4]。近年研究发现，EVTs也可侵袭子宫壁中的其他腔内结构，包括子宫腺、静脉和淋巴管等[5]。现就EVTs侵袭异常与相关妊娠早期疾病的研究进展予以综述。

1 EVTs对母体子宫的侵袭

目前，两种被EVTs侵袭的子宫组织结构已被证实，即蜕膜间质和螺旋动脉[1]。研究发现，妊娠早期胚胎组织的营养供给可能需要子宫腺体结构的重构，而淋巴管和静脉的滋养细胞入侵也可能是妊娠早期液体回流、免疫细胞和激素运输的必要条件[6]。同时，滋养细胞对子宫螺旋动脉的重塑是妊娠期母胎循环建立的前提条件[1]。

1.1子宫间质EVTs侵袭 目前普遍认为，EVTs通过蜕膜间质开启侵袭途径，从而将胎盘固定在子宫壁上[1]。锚定绒毛基底部的滋养细胞柱是侵袭子宫间质EVTs的主要来源，滋养细胞柱中的细胞滋养层细胞产生的基质金属蛋白酶具有降解宿主组织细胞外基质的能力，在妊娠早期通过分泌基质金属蛋白酶降解子宫蜕膜的基膜和细胞外基质而侵入子宫间质，并表达一种特定类型的人类白细胞抗原(human leukocyte antigen，HLA)-G[7]。细胞滋养层细胞经过上皮-间充质转化，形成间质EVTs[8-9]。细胞滋养层细胞这一表型转变可能与其接触的母体蜕膜部位高浓度氧有关，也有可能与蜕膜细胞释放的激素和相关细胞因子有关[10]。间质EVTs从胎盘床的中心开始侵入蜕膜，并以环状的方式逐渐向外周扩散[11]。在妊娠8周后，间质EVTs穿过蜕膜继续侵入子宫肌层的内1/3，并在此融合形成多核滋养细胞巨细胞，从而失去侵袭能力[12]，间质EVTs在子宫肌层交界处的确切功能目前尚不明确。Hamilton和Boyd[13]提出，子宫肌层的间质EVTs可能与软化子宫组织有关；但Brosens[14]根据对多核滋养细胞巨细胞中类固醇酶组织化学定位的研究证实了多核滋养细胞巨细胞具有内分泌功能。

与猴子不同，人类的绒毛滋养层最终不会发育完全，其在妊娠早期出现一段时间后即出现退化，但却保留了滋养细胞柱中EVTs开始侵袭的位置[15]。胎盘绒毛滋养层发育的种属差异性对于鉴别EVTs侵袭子宫结构的途径非常重要。EVTs可直接侵袭蜕膜间质中的开放性血管腔，也可从滋养细胞柱开始侵入动脉和静脉[1]。因此，间质EVTs细胞群是滋养细胞侵入蜕膜其他结构的主要细胞来源。同时，间质EVTs也有其自身的功能，即EVTs可将胎盘黏附于子宫壁上，EVTs的这一功能通过分泌一种特定的细胞外基质实现，而这种特定的细胞外基质即基质型纤维蛋白，即使分娩数年后仍可在子宫残存的间质EVTs周围发现基质型纤维蛋白[16]。

1.2子宫腺体内EVTs侵袭 受精后2周，EVTs首先与母体组织接触并开始侵入蜕膜间质；EVTs在蜕膜间质的迁移和侵袭过程中，进一步侵入子宫间质内的毛细血管、腺体以及螺旋动脉。EVTs迁移至螺旋动脉腔后不断增殖形成滋养细胞栓团堵塞血管，管腔内的EVTs进一步侵袭血管内膜和肌层成为血管内滋养细胞[6,15]。堵塞螺旋动脉管腔的滋养细胞栓妊娠早期才开始分解，至妊娠中期胎盘绒毛间隙的母体血流建立，胚胎才开始从母体血液获取营养物质[9]。因此，Burton等[17]提出子宫腺体分泌的产物是妊娠早期胎盘和胎儿的重要营养来源这一假说。Jones等[18]研究表明，蜕膜腺体中的糖原被分解为可扩散的糖分子后，又被合体滋养层细胞内化，而蜕膜腺体细胞营养合体滋养层细胞的这种组织间相互营养的方式在血液营养开始后即减弱。研究发现，蜕膜腺体分泌的产物含有丰富的蛋白质、脂质和碳水化合物，除了营养早期胚胎外，还具有免疫抑制作用，参与调控早期胚胎着床[19]。子宫腺体开口是朝向宫腔内而不是胎盘绒毛间隙，因此侵袭性EVTs可能以子宫腺体为入侵靶细胞，而其侵袭方式类似于EVTs对子宫螺旋动脉的侵袭。如有研究利用细胞角蛋白7和HLA-G对EVTs进行标记，并对妊娠6～11周的蜕膜组织行双重免疫组织化学染色，结果显示，在蜕膜子宫腺体附近和子宫腺腔内均检测到标记的EVTs[20]。上述研究表明，EVTs经滋养细胞柱穿过蜕膜间质，最终到达并浸润子宫腺体，从而替代子宫腺上皮细胞。还有研究以蜕膜组织作为EVTs入侵的基质，分析新型共培养对抗模型中EVTs入侵蜕膜间质和子宫腺的过程，结果发现，EVTs侵入蜕膜组织并向子宫腺体侵入，同时在子宫腺体内检测到EVTs，且EVTs入侵子宫腺体的方式类似于动脉重塑的过程[19]。综上，子宫腺内EVTs替代腺上皮细胞导致子宫腺体向绒毛间隙开放，从而为早期胚胎提供生长、发育所需的营养物质。

1.3血管内EVTs侵袭 在EVTs侵犯动脉前(即妊娠第5周)，已有约10%的胎盘床子宫静脉被EVTs侵袭[6]。子宫静脉EVTs侵袭既往一直被忽略，但子宫静脉与胎盘绒毛间隙连接的必要性和存在的合理性却从未被质疑，因为只有静脉向胎盘绒毛间隙打开，通过螺旋动脉流入胎盘绒毛间隙的母体血液才能回流至母体循环系统[21]。一项体外研究发现，EVTs并未接触和入侵蜕膜静脉，因为肝配蛋白B1和肝配蛋白B2阳性的EVTs细胞不与肝配蛋白受体B4包被的培养板底部结合[22]。然而，Moser等[23]通过对妊娠早期子宫蜕膜静脉内皮细胞标志物促红细胞生成素产生的肝配蛋白受体B4、血管平滑肌层的标志物结蛋白和平滑肌激动蛋白进行标记，发现了EVTs侵犯子宫静脉的证据。He等[6]研究也证明，EVTs入侵子宫静脉。Ramsey[24]发现滋养细胞存在于母体蜕膜静脉腔后提出，EVTs可侵入母体蜕膜静脉。

动脉EVTs侵袭已受到广泛关注[1,25-26]，但动脉EVTs侵袭较腺体EVTs侵袭和静脉EVTs侵袭均复杂。在腺体EVTs侵袭和静脉EVTs侵袭中，入侵的EVTs不需要重组腺体和静脉壁，只需打开并连接这些腔内结构至胎盘绒毛间隙，但对于子宫动脉EVTs侵袭，EVTs则需要进行子宫动脉壁肌层重组[23]。EVTs于早孕期进入动脉管腔并排列于动脉的管壁内，同时增殖形成动脉内滋养细胞栓填充管腔，导致动脉血管堵塞，阻碍母体血细胞进入胎盘绒毛间隙，而只允许血浆以及与血小板大小相似的小分子通过[27]。妊娠早期动脉血管壁的结构重塑对于确保妊娠期血管无阻碍输送低压、高血流量的血流至关重要，尤其是妊娠后期。

1.4淋巴管内EVTs侵袭 目前关于非妊娠和妊娠状态下子宫淋巴管作用的研究较少。既往研究认为，子宫内膜(即子宫黏膜表面)缺乏淋巴管，淋巴管仅局限于子宫肌层，通过对小鼠、大鼠、兔子和人类的观察发现，子宫内膜和淋巴系统是分离的[28-31]。对于这一观点目前仍存在较大争议。有解剖学家发现，妊娠期间的盆腔区域有淋巴血管增生，提示淋巴管生成可能是子宫内膜蜕膜化过程的一部分[32]。也有研究发现，人妊娠的子宫蜕膜中包含大量淋巴管，且在妊娠早期螺旋动脉重塑前，间质EVTs就已进入子宫蜕膜静脉和淋巴管[6]。

目前淋巴管内EVTs侵袭的途径尚不清楚，EVTs侵袭淋巴管可能起到连接淋巴管和胎盘的作用。虽然EVTs侵袭淋巴管的作用目前尚不明确，但妊娠早期淋巴管内EVTs侵袭已有报道[6,33]。因此，妊娠早期淋巴管可能参与运输滋养细胞进入母体循环，胎儿滋养细胞由于含有父源性异体抗原，会被母体免疫系统识别，由此触发母体对子宫内半同种异体移植物产生免疫耐受。

2 EVTs与妊娠疾病的发生

2.1EVTs与复发性流产(recurrent abortion，RA) RA是指在妊娠20周之前连续发生3次或3次以上流产[34]。在不明原因的RA患者中，EVTs侵袭螺旋动脉的作用已被报道，但这一作用也存在争议[35]。HLA-G和HLA-C是EVTs的特异性标志物，它们均可与自然杀伤细胞免疫球蛋白样受体(killer cell immunoglobulin-like receptors，KIRs)结合，激活自然杀伤细胞，并分泌促血管生成因子(如血管生成素1/2、血管内皮生长因子C、γ干扰素和基质金属蛋白酶)、促炎症细胞因子和趋化因子(如白细胞介素-6、白细胞介素-1β、白细胞介素-8和白细胞介素-23)，而蜕膜自然杀伤细胞分泌的白细胞介素-8又参与EVTs的侵袭，在螺旋动脉重构和胎儿发育中起关键作用[36-37]。研究发现，EVTs中的HLA-G基因多态性以及血液中可溶性HLA-G水平降低均与RA的发生密切相关[38-39]。另外，母体KIRs与胎儿EVTs HLA-C表达失衡的关系也在多项关于RA的研究中被报道[40-41]，母体抑制性KIRs配体(即胎儿滋养细胞中HLA-C)表达减少可降低自然杀伤细胞激活的阈值，从而促进RA的发生。但也有研究发现，母体KIRs谱的表达变化与RA的发生并无显著关联[42]。由于KIRs在母体蜕膜组织中的表达具有高度异质性和不稳定性[43]，且目前的研究多为小样本病例对照研究，尚未达成临床标准的共识，同时存在分析方法和研究对象种族的差异性，因此结果存在争议。

此外，研究发现，妊娠早期的EVTs也侵袭母体蜕膜腺体、静脉和淋巴管[44]。Windsperger等[33]比较了23例RA患者与年龄匹配的健康对照者底蜕膜组织中的EVTs与蜕膜动脉、静脉和淋巴管的空间分布，结果发现，与年龄匹配的健康对照者相比，RA患者底蜕膜组织中的动脉、静脉和淋巴管的数量均显著增加。这与之前报道的RA患者底蜕膜组织中的血管密度未发生显著改变的结论矛盾[35]。此外，与年龄匹配的健康对照者相比，RA患者底蜕膜组织中EVTs侵袭的静脉和淋巴管的数量显著减少，且这种差异在淋巴管中尤为显著[33]。Quenby等[45]研究发现，在诊断为RA的非妊娠期妇女中，分泌型子宫内膜中的血管生成和血管密度均增加。Plaisier等[46]发现，稽留流产患者妊娠期底蜕膜和非妊娠期分泌型子宫内膜中的血管生成因子(血管内皮生长因子受体1、血管内皮生长因子受体2、膜型基质金属蛋白酶2)水平均显著升高，表明底蜕膜血管形成改变可能与流产的发生有关。上述研究表明，RA患者蜕膜EVTs侵袭所致的静脉和淋巴受损可能是子宫内膜血管化改变的结果。但目前仅有一项研究探讨了EVTs侵袭母体蜕膜组织其他管腔结构与RA间的关系[33]。因此，RA患者EVTs侵袭的病理改变是与EVTs功能减退有关，还是由子宫微环境失调所致目前仍不清楚。

2.2EVTs与子痫前期 子痫前期是一种常见的妊娠疾病，无论是早发型子痫前期还是晚发型子痫前期，其特征均为妊娠后期新发高血压和蛋白尿[47]。子痫前期胎盘内的蜕膜血管病变和多灶性梗死均高度提示血管EVTs功能缺陷，因此阻碍母体血流进入胎盘屏障；对产后胎盘进行活检发现，子痫前期胎盘的血管重构受限，导致妊娠期生理性血管重构仅局限于蜕膜，而未延伸至子宫肌层[48]。

胎盘中的血管重构缺陷还与成熟的间质EVTs数量减少有关。EVTs侵入子宫间质后，滋养细胞依赖的血管重构开始发生，这个过程主要分为两个阶段：①通过迁移至螺旋动脉周围的间质EVTs破坏动脉肌层并分泌纤维蛋白；②血管内滋养细胞沿动脉管壁向上运动，并替代血管内皮细胞，进一步破坏动脉肌层[49]。值得注意的是，血管内滋养细胞侵袭只发生在血管周围间质EVTs包围并重构的动脉中，表明血管周围间质EVTs重塑(第一阶段)是血管内滋养细胞侵袭(第二阶段)的关键前提条件，且这两个阶段受时空调控[1]。然而，目前影响EVTs侵袭的因子大多基于绒毛组织体外实验研究的可溶性因子，这些分离的EVTs由间质EVTs组成，因此体外EVTs侵袭模型是否也可应用于血管内EVTs侵袭还有待验证。

胎盘特异蛋白8是子宫间质EVTs的特异性标志物之一，也是一种肌动蛋白相关蛋白，胎盘特异蛋白8可通过激活Ras相关的C3肉毒素底物1和细胞分裂周期蛋白42，促进EVTs的侵袭和迁移；但子痫前期患者胎盘间质EVTs中的胎盘特异蛋白8表达水平显著升高，这可能是对子痫前期胎盘中EVTs侵袭不足的一种代偿反应[50]。

白细胞相关免疫球蛋白样受体-2是血管中侵袭性EVTs的特异性标志物之一。研究发现，胎盘绒毛的白细胞相关免疫球蛋白样受体-2表达减少与妊娠后期子痫前期的发生相关，其发病机制可能与血管内EVTs凋亡增加有关[51]。血管内EVTs凋亡增加在早发型子痫前期伴胎儿宫内生长受限的研究中也有报道[52]。有研究发现，CC趋化因子受体1和膜结合补体调节因子CD59均特异性表达于血管内EVTs和细胞滋养层壳，而非间质EVTs[53]。活化的血小板可分泌多种可溶性因子，可溶性因子增强原代EVTs细胞侵袭能力的作用可以被CC趋化因子受体1的抗体中和，由此推测，循环中的血小板被血管内的EVTs捕获，并释放CC趋化因子受体1配体，进而吸引细胞滋养壳中的CC趋化因子受体1阳性滋养细胞进入螺旋动脉，诱导CC趋化因子受体1在血管壁内运动，形成一种正反馈机制，促进动脉重构[54]。

2.3EVTs与输卵管妊娠 在组织组成上，可行的输卵管妊娠与子宫着床部位相似，均是由上皮层和固有层组成，包括结缔组织、腺上皮和表面上皮、滋养细胞以及淋巴细胞[55]。但正常宫内妊娠与输卵管妊娠患者胎盘床内侵袭EVTs的细胞形态不同，与正常宫内妊娠相比，输卵管妊娠患者高侵袭性的小梭形滋养细胞亚群大量存在，大的多角形滋养细胞存在较少[56]。

在可行的输卵管妊娠中，滋养细胞具有高度侵袭性，其可穿透管壁，导致输卵管妊娠破裂[57]。关于输卵管妊娠血管EVTs侵袭的报道较少。Randall等[58]通过调查105例输卵管妊娠患者发现，EVTs以侵入螺旋动脉的方式侵袭输卵管胎盘床处的血管。Emmer等[59]研究发现，输卵管妊娠患者胎盘血管腔内存在EVTs，表明EVTs可重构输卵管胎盘床血管，免疫组织化学结果显示，这些EVTs位于黏膜皱襞上皮下，并从基底部侵入。输卵管妊娠患者侵入黏膜皱襞上皮的EVTs可能来自于侵入固有层的EVTs，但目前关于EVTs侵袭与输卵管妊娠的研究较少，因此EVTs与正常宫内妊娠和输卵管妊娠的关系仍有待验证。

3 小 结

EVTs可沿着其侵袭途径侵入母体子宫组织中的每个管腔结构，因此EVTs侵袭不受侵袭结构特异性限制。由于缺乏合适的体外实验和动物模型，目前有关人类妊娠早期EVTs侵袭机制的研究仍十分有限。阐明母胎EVTs的侵袭功能和途径是成功妊娠的关键，也为进一步探究妊娠并发症(如RA、异位妊娠和子痫前期)的发病机制提供了新思路。未来还应关注EVTs在不同类型管腔结构中的侵袭数量和深度、EVTs侵袭在动脉与静脉间的平衡以及EVTs在整个孕期的发展变化等方面的研究，为相关妊娠早期疾病的治疗提供帮助。